Обработка многократных измерений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А.»

Тема:

Расчет и выбор посадок. Обработка многократных измерений



Дано:

Номинальный диаметр соединения (м) d = 0,05

Длина сопряжения (м) L = 0,065

= 1,3

Угловая скорость вращения (рад/с) ю = 160

Нагрузка на опоре (Н) R = 8650

Марка масла и динамическая вязкость (Нс/м²) (И-30А) m = 0,027

Шероховатость цапфы (мкм) Rz_d = 1,6

Шероховатость вкладыша (мкм) Rz_D = 3,2

1. Определяется окружная скорость вращения цапфы по формуле:

V = ю*d/2 = 160*0.05/2 = 4 (м)

2. Определяется относительный зазор по формуле:

Ш = 0,8*10^-3* = 1,414*10^-3 (м)

3. Определяется диаметральный зазор в мкм при d в м:

S = Ш*d = 1,414*10^-3*0,05 = 70,7

ПримемS = 71 (мкм)

4. Выбирается посадка по таблице предельных зазоров таким образом, чтобы величина среднего зазора S_ср была наиболее близка к расчетной величине зазора

Для диаметра d = 0,05 (м) = 50 (мм) ближайшая посадка

Наибольший зазор S_max = 150 (мкм)

Наименьший зазор S_min = 30 (мкм)

Значение среднего зазора



S_ср = (S_max+ S_min)/2 = 90 (мкм)

5. Посадка проверяется на условие неразрывности масляного слоя:

h_min ? h_жт = K(Rz_d + Rz_D + h_g) ,

где h_g = 2(мкм) - поправка, которая учитывает отклонение от нагрузки, скорости, температуры, и других условий работы подшипника скольжения.

K = 2 - коэффициент запаса надежности на толщине масляного слоя.

Определяется значения коэффициента нагруженности подшипника:

С_р = = = 1,231

Значение относительного эксентриситета выбирается из табл.1 методом интерполяции:

при отношении L/d = 1,3 для Cр = 1,231 ? = 0,65

Тогда минимальная величина масляного слоя для выбранной посадки

h_gmin= 0,5*S*(1- ?) = 0,5*90*0,35 = 15.75 (мкм)

Слой смазки, достаточный для обеспечения жидкостного требования:

h_жт= К*(Rz_d + Rz_D + h_g) = 2*(3.2+1,6+2) = 13.6 (мкм)

Находится величина действительного коэффициента запаса надежности:



К_g = = = 2.31

Выбранная посадка обеспечивает жидкостное трение, т.к. Кg>2

Принимается посадка с зазором в системе отверстия.

Номинальный диаметр Dn = 50 (мм)

Верхнее отклонение отверстия ES = 30 (мкм)

Нижнее отклонение отверстия EI = 0 (мкм)

Верхнее отклонение вала es= -30 (мкм)

Нижнее отклонение вала ei= -150 (мкм)

Dmax = Dn + ES = 50,030 (мм)

Dmin = Dn+ EI = 50 (мм)

dmax = Dn + es = 49,970 (мм)

dmin = Dn + ei = 49,850 (мм)

TD = ES - EI = 0,030 (мм)

Td = es - ei = 0,120 (мм)

Smax = Dmax - dmin = 0,180 (мм)

Smin = Dmin - dmax = 0,030 (мм)

Ш50

Дано:

Номинальный диаметр сопряжения (м) D = 0,320

Внутренний диаметр вала (м) d₁ = 0,26

Наружный диаметр втулки (м) D₂ = 0,38

Длина сопряжения (м) L = 0,067

Крутящий момент (Н*м) M_кр = 400

Материал вала Ст 45

Модуль упругости материала вала (Па) E_d = 2*10¹¹

Предел текучести материала вала (Па) ?_Td = 36,3*10⁷

Коэффициент Пуанссона для материала вала µ_d = 0,3

Высота микронеровностей вала (мкм) Rz_d = 6,3

Материал втулки Сч 18

Модуль упругости материала втулки (Па) E_D = 1*10¹¹

Предел текучести материала втулки (Па) ?_TD = 18*10⁷

Коэффициент Пуанссона для материала втулки µ_D = 0,25

Высота микронеровностей втулки (мкм) Rz_D = 6,3

Правильная рассчитанная посадка с натягом должна удовлетворять

- при наименьшем натяге должна обеспечиваться неподвижность соединения, т.е. не должно быть относительного смещения деталей под действием заданного крутящего момента или сдвигающей осевой силы.

- при наибольшем натяге должно быть обеспечено условие прочности соединения деталей (вала, втулки), т.е. наибольшие напряжения, возникающие в материале при сборке под натягом, не должны превышать предела текучести материалов, из которых они изготовлены.

Первое требование будет выполняться, если расчетный крутящий момент равен или меньше момента сил трения, возникающих на поверхности, по которой происходит натяг.

Второе требование, т.е. условие прочности деталей, заключается в отсутствии пластической деформации на контактной поверхности деталей.

1. Определяется величина требуемого минимального удельного давления, при котором соединение передает заданный крутящий момент по (7):

Р_min = = = 148540,735,

где f - коэффициент трения при установившемся процессе в соединении, полученном сборкой под прессом f=0,25

2. Определяется величина минимального расчетного натяга N'_minпредварительно рассчитывается значение коэффициента Ляме по (9)

С_D = + µ_D = + 0,3= 6,17

С_d = + µ_d = + 0,25= 5,13

Тогда величина минимального расчетного натяга N'_min определяется по (8):

N'_min = P_min*d*[] = 0,4154*10^-5 (м)

Определяется величина минимального допустимого натяга N_min

N_min = N'_min + х_t + х_u + х_n + х_m =

где х_t - поправка , учитывающая отличие рабочих температур деталей от температуры деталей при сборке; так как в задании температурные условия сборки и работы соединения при эксплуатации приняты идентичными, то эта поправка не учитывается ;

х_n- поправка , компенсирующая уменьшение натяга при повторных запрессовках; т.к. в задании не предусматриваются повторные запрессовки, то эта поправка не учитывается;

х_m - поправка, учитывающая смятие микронеровностей контактирующих при сборке поверхностей (примерно 60% их высоты)

х_m= 1,2 * (Rz_d + Rz_D) = 15,12 (мкм)



Тогда величина минимального допустимого натяга N_min = 15 (мкм)

3. Определяется величина давлений, возникающих на сопрягаемых поверхностях деталей по (12):

P_D = 0,58*?_TD*[1- ()²] = 0.58*18*10⁷*0.291 = 3,038*10⁷ (Па)

P_d = 0,58*?_Td*[1- ()²] = 0.58*36,3*10⁷*0,34 = 7,158*10⁷ (Па)

За величину максимально допустимого давления в соединении с натягом P_maxпринимается наименьшее из двух допустимых значений. В качестве P_max выбираем значение, равное

P_max = 3,038*10⁷ (Па)

4. Определяется величина максимального расчетного натяга N'_maxпо (13):

N'_max = P_max* d*[] = 3,038*10⁷* 0,320*[] = 8,4966784*10^-4 = 0,00084966784 (м)

N'_max= 849,667 (мкм)

5. Определяется величина максимального допустимого натяга N_max по(14)

При определении максимального допустимого натяга учитываются поправка х_m (поправка, учитывающая смятие микронеровностей, контактирующих при сборке поверхностей(примерно 60% их высоты)) и коэффициент х_уд , учитывающий увеличение удельного давления у торцов охватывающей детали.

, выбирается по графику.

При отношении L/d = 0,209и d₁/d = 0,81рекомендуется принять х_уд = 0,3



N_max = N'_max + х_уд + х_m = 849,667 + 0,3 + 15 = 865 (мкм)

6. Выбирается посадка по таблице предельных натягов чтобы удовлетворяла условиям:

? [N_min] ; ? [N_max]

Рекомендуемая посадка

Поле допуска и квалитет отверстия Н8 , для которой

поле допуска и квалитет вала u8

= 89 ? [N_min] = 15

= 479? [N_max] = 865

7. Определяется усилие, необходимое для запрессовки, по (16):

R_n =f_n * P_max * р * d * L ,

где коэффициент при запрессовке f_n = (1,15…1,2)f; примем f_n= 1,2*0,08=0.092

P_max - наибольшее удельное давление на поверхности сопряжения в случае получения максимального натяга:

P_max = = = 2,2120518*10⁷ = 22120518 (Па)

Тогда усилие необходимое для запрессовки,

R_n = 0,092*22120518*3.14*0.32*0.067 = 137005(H) = 137.005(кН)

8. Строим схему расположения полей допусков выбранной посадки с натягом:

Номинальный диаметр Dn = 320 (мм)

Верхнее отклонение отверстия ES = 89 (мкм)

Нижнее отклонение отверстия EI = 0 (мкм)

Верхнее отклонение вала es= 479 (мкм)

Нижнее отклонение вала ei= 390 (мкм)

Dmax = Dn + ES = 320,089 (мм)

Dmin = Dn + EI = 320 (мм)

dmax = Dn + es = 320,479 (мм)

dmin = Dn + ei = 320,390 (мм)

TD = ES - EI = 0,089 (мм)

Td = es - ei = 0,089 (мм)

Nmax = dmax - Dmin = 0.479 (мм)

Nmin = dmin - Dmax = 0,301 (мм)

Ш320 ()

Размещено на Allbest.ru

...